Découverte d’une nouvelle espèce éteinte de coelacanthes grâce au Synchrotron

La fossilisation est un processus qui permet la préservation de plantes et d’animaux dans des roches pendant des centaines de millions d’années. Au cours de cette période, les bouleversements géologiques détériorent souvent les fossiles et les paléontologues font preuve de beaucoup d’efforts et d’imagination pour reconstituer les organismes tels qu’ils étaient de leur vivant.

Une équipe de paléontologues du MHNG et de l’UNIGE, en collaboration avec des chercheurs et chercheuses du Senckenberg Research Institute and Natural History Museum de Frankfurt am Main (Allemagne) et de l’European Synchrotron Radiation Facility à Grenoble (France), viennent de publier une recherche qui démontre que certains fossiles de cœlacanthes, âgés de 240 millions d’années, préservent des détails de leur squelette si fins qu’ils n’avaient jamais été observés avant l’utilisation du synchrotron.

Luigi Manuelli (UNIGE) et Lionel Cavin (MHNG) au synchrotron de Grenoble (ESRF). © K.Dollman

Les cœlacanthes sont des poissons dont il n’existe que deux espèces actuelles et qui, à quelques exceptions près, ont évolué lentement depuis plus de 400 millions d’années. Les fossiles étudiés par l’équipe internationale ont été découverts dans des nodules argileux du Trias moyen provenant de Lorraine en France, près de Saverne. Les spécimens, d’une quinzaine de centimètres de long, sont conservés en trois dimensions.

Quelques-uns ont été analysés au synchrotron ESRF à Grenoble. Cet instrument est un accélérateur de particules, des électrons, qui tournent dans un anneau de 320 mètres de diamètre et produisent des rayons X appelés « lumière synchrotron ». Cette lumière est utilisée pour étudier la matière et permet notamment de produire des images de fossiles conservés dans la roche. Après des centaines d’heures de travail consistant à individualiser virtuellement les os du squelette par ordinateur, on obtient des modèles virtuels 3D des fossiles qui peuvent être facilement étudiés.

Fossile de coelacanthe partiellement dégagé de la roche qui le contient. © P. Wagneur - MHNG

Luigi Manuelli, alors doctorant au Département de génétique et évolution de l’UNIGE et au Muséum d’histoire naturelle de Genève dans l’équipe du paléontologue Lionel Cavin, a effectué ce travail dans le cadre d’un projet soutenu par le Fonds national suisse de la recherche scientifique. Les résultats obtenus permettent de reconstituer le squelette de ces poissons avec un niveau de détails jamais obtenu auparavant pour ce type de fossiles. Il s’agit d’une nouvelle espèce nommée Graulia branchiodonta, d’après le nom du Graoully, un dragon mythique du folklore de Lorraine et en références aux grandes dents que ces poissons portent sur leurs branchies.

Rendu 3D de spécimens Graulia branchiodonta après le retrait "digital" de la roche. © L. Manuelli - MHNG

Les spécimens sont des individus juvéniles qui se caractérisent notamment par des canaux sensoriels très développés. Il s’agissait probablement d’une espèce beaucoup plus active que ne l’est Latimeria, le cœlacanthe actuel dont le comportement est très indolent. Graulia possédait également une vessie gazeuse de grande taille dont la fonction pouvait être respiratoire, auditive ou participer à la flottabilité. Cette étrange caractéristique est en cours d’étude par l’équipe genevoise. Elle révélera assurément des surprises.

L’équipe du muséum de Genève poursuivent l’étude des cœlacanthes du Trias qui vivaient quelques millions d’années après la plus grande extinction de masse de ces 500 derniers millions d’années, en décrivant de nouveaux fossiles découverts en divers lieu du monde. Ils s’intéressent à leurs étonnantes caractéristiques morphologiques, mais également génétiques sur la base de la comparaison des génomes des vertébrés actuels.